OT: Mein neues, 6 Millionen Dollar teures Heimkino

[Jann]

Genau das ist das Problem: Wir haben die gesamte Verlustleistung aller Geräte betrachtet. Man müsste eigentlich schauen, welches Gerät die höchste Energieabgabe in Form von Verlustleistung hat und mit diesen Wert rechnen, ich denke damit käme man sehr viel weiter. Die jetzige Betrachtung geht ja davon aus, dass wir ein Gerät haben, welches genau diese Leistung von 96000Watt als Wärmeenergie abgibt. Wenn wir jetzt ein Gerät haben, welches meinetwegen 1000Watt Verlustleistung abgibt, dann relativiert sich mein vorheriges Ergebnis ja vollkommen....

Die Rechnung mit den reinen 96000Watt Verlustleistung stimmt qualitativ aber (hab mit meiner Dozentin nochmal gesprochen und sie meinte, wenn sie meine "Problemstellung" richtig versteht ist die Rechnung korrekt, aber nicht praxistauglich)

Jann

[albondiga]

Habt ihr eigentlich auch mal an Blind-, Schein- und Wirkleistung gedacht?

[Jann]

Wohingehend meinst du das jetzt??? Wir betrachten eigentlich gerade nur die Verlustleistung, daher ja auch meine Frage: Sind die 96000Watt als Verlustleistung anzusehen?! Ein Röhrenverstärker hat welchen Wirkungsgrad? 30%? Dann müssten wir für 100 Watt eines Röhrenverstärkers fast 230 Watt Verlustleistung!!!!!! Das summiert sich dann bei der Anzahl von Verstärkern wahnsinnig schnell......trotzdem sind 96000 Watt Verlustleistung utopisch.....

Jann

[harry_m]

Neee Jann, ich habe die 5000K schon auf mich wirken lassen... (Von Wegen, "keine Reaktion")...

Selbstverständlich kann man nicht nur die Luft berechnen: diese wird die Wärme an die Wände, Decke und alle Einrichtungsgegenstände abgeben, keine Frage.

Auch die Masse der Verstärker muss erst aufgeheizt werden.

Und streng genommen ist es völlig egal, wie hoch der Wirkungsgrad der Verstärker ist: alles, was aus den zwei Trafos im Hof in den Innenraum geleitet wurde, wird in diesem Raum auch bleiben: denn auch die akustische Energie wird dort zu guter Letzt in Wärme umgewandelt.

Auf jeden Fall ist es nur ein Witz, und nicht ein ernst zu nehmendes Konzept, wie der Autor versucht zu behaupten. Denn wenn jemand die 0,4MW Verlustleistung bereit ist zu akzeptieren: auch dann müssen die Endstufen in einem separaten Raum untergebracht werden, der ausreichend ventiliert ist.

Es gibt auch keinen wirklichen Grund dafür Röhren Endstufen zu verwenden: es gibt genügend Gerätschaften, die es zum Bruchteil der Kosten und Stromverbrauch genau so gut (wenn nicht besser) machen werden.

Aber das ist ja bereits gesagt worden: die Energiebilanz verdeutlicht es nur nochmals...

[Mr.E]

Aber mal angenommen, der Raum wäre thermisch vollkommen isoliert. Irgendwann haben die Röhren die Gerät, die Luft, die Wände und das ganze andere Zeug aufgeheizt. Das kann doch nicht wärmer werden, als die Röhren selbst, oder doch?

[harry_m]

Wenn die Temperatur im Zimmer so hoch wird, wie die Röhren heiß, dauert es nicht mehr lange, und die Feuerwehr muss ausrücken...

Grundsätzlich ist es aber so, dass die Temperatur der Röhre sich aus der Energiezufuhr durch den Heizdraht und der Wärmeableitung durch die Konvektion bestimmt wird. Versuche doch mal eine Glühbirne unter die Decke zu stecken (bitte nicht wirklich machen, nur als Gedenkenexperiment!!!!) Die wird ganz schnell einen Hitzetod erleiden. - Vorausgesetzt, die Decke wird nicht vorher in Brand geraten... Man kann auch Stein- oder Glaswatte nehmen...

[Mr.E]

Ich meinte ja auch nur theoretisch. Ich kann mir nicht vorstellen, daß die Temperatur bei konstanter Verlustleistung immer weiter steigt.

[harry_m]

Original geschrieben von Mr.E
Ich kann mir nicht vorstellen, daß die Temperatur bei konstanter Verlustleistung immer weiter steigt.

Aber sicher!

Wenn man in ein geschlossenes System Energie hereinpumpt wird die Temperatur bis ins Unendliche steigen.

Nur theoretisch...

[Jann]

Genau, wollt ich heute Mittag schon schreiben.

Man gehe von einem perfekt adibatem System aus (nicht möglich, auch eine Thermoskanne ist nur eine Annäherung an ein solches System). In einem adibaten System kann keinerlei Energie verloren gehen. Wenn man nun von einer 100W-Energiezufuhr ausgeht, dann kann diese 100W-Zufuhr das System immer weiter aufheizen! Es ist nicht vorstellbar, das ist unser aller Problem, aber in der Theorie vollkommen logisch. Energie ist nur wandelbar, nicht zu vernichten oder aus dem Nichts zu erzeugen. In einem adibaten System kann aber keine Energie umgewandelt werden und dadurch entweichen, also bleibt sie vorhanden und steigt.

Jann

[Beatmaster007]

@ harry_m:
Das ist nur die halbe Wahrheit. Die Energie in Form von Wärme wird nicht nur durch Konvektion, sondern auch mit einem nicht zu vernachlässigenden Anteil an Wärmestrahlung abgeführt.

@ Mr.E:
Wenn einem geschlossenen System bei konstantem Volumen mehr Leistung in Form von Wärme zugeführt als abgeführt wird, steigt die Temperatur grundsätzlich an. Dabei kann Energie in Form von Wärme stets nur von warm zu kalt transportiert werden. Nie umgekehrt.
Soweit die Theorie.

In der Praxis wird die das nie der Fall sein, da die abgeführte Leistung nicht konstant ist. Es stellt sich ein thermodynamisches Gleichgewicht ein. Es gibt auf der Erde auch kein adiabates System.
Alleine durch die Wärmestrahlung wächst mit steigender Temperatur die über die Systemgrenzen abgeführte Energie mit der Potenz 4 an.

Stefan-Boltzmann-Gesetz:
P = Epsilon * Sigma * A * T^4

mit:
P: Strahlungsleistung [W]
Epsilon: Emissionsgrad [_]
Sigma: Boltzmann-Konstante [W m^-2 K^-4]
A: Fläche [m^2]
T: Temperatur [K]

Mein Prof für Thermodynamik:
"Es gibt nichts grundlegenderes als Thermodynamik!"

[Mr.E]

Wenn man immer mehr Energie reinpumpt ok. Aber ist das bei Röhren der Fall? Würden die selbst unendlich heiß, wenn dieses Heimkino adiabat wäre?

[Jann]

Rein theoretisch: JA! :-D Es ist alles sehr verwirrend!!!

Jann

[Beatmaster007]

Original geschrieben von Mr.E
Wenn man immer mehr Energie reinpumpt ok. Aber ist das bei Röhren der Fall? Würden die selbst unendlich heiß, wenn dieses Heimkino adiabat wäre?

Nein. Nur ein adiabater Raum genügt nicht.
Wie harry_m bereits geschrieben hat, erleiden die Röhren recht schnell den Hitztod. Sie können die zugeführte Energie nicht mehr an die Umgebung, den Raum, abgeben und die Glühwendeln verdampfen.

Kleiner Exkurs in den Maschinenbau/Hochtemperatur-Werkstofftechnik:
Jeder Werkstoff hat seine Grenzen. Wird ein Werkstoff zusätzlich zur hohen Temperatur auch noch mechanisch belastet, sind diese Grenzen recht schnell erreicht.
Ein klassisches Beispiel sind Schaufeln einer Gasturbine. Diese werden durch Fliehkräfte auf Zug belastet. Die heißeste Stelle einer Gasturbine ist am Ende der Brennkammer. Aus diesem Grund verwendet man an dieser Stelle oftmals Schaufeln aus einer sehr teuren Nickel-Basis-Legierung. Die Schaufeln bestehen aus nur einem einzigen Kristall. Dieser Werkstoff ist recht unempfindlich gegen Hochtemperatur-Kriechen. Zusätzlich kann man die Schaufeln auch mit kleinen Bohrungen luftkühlen. So bildet sich ein dünner Luftfilm um die Schaufelkanten und Spitzen. Der Werkstoff kann sogar etwas oberhalb der Schmelztemperatur eingesetzt werden. Den Wirkungsgrad einer Gasturbine könnte man durch höhere Verbrennungstemperaturen steigern. Nur leider begrenzen die heutigen Werkstoffe die Temperaturen in der Brennkammer auf etwas über 1200°C.

[Jann]

@Beatmaster
Du hast vollkommen Recht. Nur sollten wir uns mal eben alle auf eine Sache einigen:

Wenn man nur von einem adibaten System ausgeht ohne irgendwelche anderen Einflüsse oder naturwissenschaftlich logischen Veränderungen, dann ist die ewige Temperaturzunahme möglich........

Jann

[Beatmaster007]

Original geschrieben von Jann
@Beatmaster
Du hast vollkommen Recht. Nur sollten wir uns mal eben alle auf eine Sache einigen:

Wenn man nur von einem adibaten System ausgeht ohne irgendwelche anderen Einflüsse oder naturwissenschaftlich logischen Veränderungen, dann ist die ewige Temperaturzunahme möglich........

Jann

Klar, das habe ich ja auch bereits geschrieben:
"Wenn einem geschlossenen System bei konstantem Volumen mehr Leistung in Form von Wärme zugeführt als abgeführt wird, steigt die Temperatur grundsätzlich an. Dabei kann Energie in Form von Wärme stets nur von warm zu kalt transportiert werden. Nie umgekehrt."